UTILIZAÇÃO DO RESÍDUO DE CANA-DE-AÇÚCAR (BAGAÇO CRU) PARA PRODUÇÃO DE COMPÓSITO CERÂMICO

Transcrição

1 UTILIZAÇÃO DO RESÍDUO DE CANA-DE-AÇÚCAR (BAGAÇO CRU) PARA PRODUÇÃO DE COMPÓSITO CERÂMICO M. A. Diniz ; S. K. J. Marques; M. R. Diniz Junior IFRN Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do RN IFAL Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do AL UFRN Universidade Federal do Rio Grande do Norte Rua Senador Salgado Filho, 1559 Tirol, Natal RN, CEP marcusalexandrediniz@hotmail.com RESUMO Com o crescente avanço tecnológico, os resíduos sólidos têm aumentado gradativamente, de maneira a levar o homem a buscar técnicas de reciclagem, visando uma diminuição de emissão no meio ambiente. O presente trabalho consiste no estudo de características e propriedades tecnológicas de tijolos solo-cimento formulados a partir de misturas ternárias de cimento Portland, areia e água, com adição de resíduo de cana-de-açúcar (bagaço cru), que poderão ser utilizados pela indústria com o intuito de melhoria de desempenho e redução do custo de produção. Esses elementos, após pequeno período de cura, garantem resistência à compressão simples, similar a de blocos maciços e blocos cerâmicos, sendo a resistência tanto maior quanto maior for a quantidade de cimento empregada. A avaliação dos produtos foi feita através de ensaios de compressão simples, perda de massa por imersão e absorção de água. Os resultados experimentais comprovaram a eficiência e o potencial de utilização do resíduo. Palavras-chave: solo-cimento, resíduos de estação de tratamento, resistência, ensaios tecnológicos. 1904

2 INTRODUÇÃO A primeira aplicação conhecida do solo-cimento para edificação residencial é datada de aproximadamente anos, na construção da Cidade de Jericó, que foi totalmente construída com solo (porém o estabilizante utilizado era urina animal e dejetos vegetais) (ABIKO, 1995). Quando ao solo se adiciona cimento Portland comum o material de construção resultante é denominado solo-cimento e segundo Neves (2000) solo-cimento é uma mistura de solo, cimento e água que, quando compactada, adquire a resistência mecânica e a durabilidade necessárias para fins de construção. O solo-cimento é um material de construção bastante antigo e encontra as suas raízes em modificações de um outro material ainda mais antigo, o solo-cinza. Ao se adicionar cimento ao solo obtém-se um material que não sofre grandes variações volumétricas pela absorção e perda de umidade, não se deteriora completamente quando submerso em água, além de apresentar elevada resistência a compressão e durabilidade por apresentar uma menor permeabilidade (GRANDE, 2003). Obtém-se solo-cimento pela mistura de solo, pulverizado e umedecido na umidade ótima de compactação, com 7 a 14% de cimento Portland em relação ao volume de solo compactado (VARGAS, 1977). No Brasil o solo-cimento era utilizado na execução de bases rodoviárias, sendo as pesquisas voltadas para este fim. Em 1948, entretanto, a Associação Brasileira de Cimento Portland ABCP, propondo um outro uso para este material, publicou seu boletim nº 54 Casas de paredes de Solo-cimento no qual, motivada pelo êxito obtido em algumas experiências, propõe a utilização desse material na construção de paredes monolíticas (NEVES, 1978). Todavia, o primeiro registro oficial do seu uso em edificações no Brasil é na construção, concluída no ano de 1948, da sede da Fazenda Inglesa, no município de Petrópolis RJ (CONCIANI; OLIVEIRA, 1992). O solo-cimento é um material alternativo de baixo custo, obtido pela mistura de solo, cimento e um pouco de água, em proporções adequadas. No início, essa mistura parece uma farofa úmida e que, após compactação e cura, ela endurece e com o tempo ganha consistência e durabilidade suficiente para diversas aplicações no meio rural e urbano. 1905

3 A incorporação de resíduos em tijolos de solo-ecológico já vem sendo utilizada em pesquisas científicas, e tem trazido resultados positivos, tanto em termos de características tecnológicas, quanto em termos de preservação ambiental. Dessa forma, baseado neste panorama, o reaproveitamento de resíduos, significa tanto uma redução financeira de custos como a perspectiva de crescimento industrial sustentável, implicando em melhores condições da qualidade de vida para uma faixa econômica da sociedade. Este trabalho utiliza o bagaço da cana-de-açúcar, na incorporação de tijolos solocimento. Os resultados experimentais comprovaram a eficiência da adição do resíduo, tornando o tijolo de solo-cimento-resíduo um produto sustentável e viável economicamente. MATERIAIS E MÉTODOS O trabalho de pesquisa foi desenvolvido através de várias etapas: seleção de matéria prima, mistura e homogeneização, compactação, cura e caracterização. Seleção de matéria prima Para a realização deste trabalho, foram utilizadas amostras de solo do município de São José do Mipibú/RN, cimento portland e resíduo de cana-de-açúcar. Mistura e homogeneização Os constituintes dos corpos-de-prova, solo, cimento e resíduo foram separados após a pesagem, para posterior conformação. A mistura dos componentes da argamassa foi realizada manualmente, colocando-se num recipiente o cimento para, antes de qualquer coisa, desfazer manualmente pequenos torrões presentes nesse material. Posteriormente foi colocado o solo (nas formulações que possuía esse constituinte), para logo ser adicionado o resíduo, sendo realizada uma rigorosa homogeneização manual até o produto final adquirir coloração uniforme, após essa etapa foi gradualmente inserida água potável e realizada nova homogeneização. A mistura foi transferida do recipiente onde foi realizada a homogeneização para a matriz de conformação, o molde da prensa, é que dá forma ao elemento, que logo após a prensagem é expelido pela mesma. 1906

4 Caracterização Ao término da conformação dos corpos-de-prova, os elementos foram colocados sobre uma superfície plana, após 06 (seis) horas da moldagem, e durante os 07 (sete) primeiros dias, os elementos foram mantidos úmidos por meio de sucessivas molhagens (a cada 02 horas) com borrifador, a fim de garantir a cura necessária. Após o processo de cura os tijolos foram submetidos aos seguintes ensaios de caracterização: Perda de massa por imersão, absorção de água e resistência a compressão. RESULTADOS E DISCUSSÃO Resistência dos corpos de prova A Tabela 1 apresenta a dosagem seguida da resistência média em função da quantidade de resíduo. Nota-se que a resistência dos tijolos diminui em função do aumento da quantidade de resíduo (bagaço de cana-de-açúcar), a medida que o percentual de resíduo é reduzido e incorporado o solo a resistência sofre um acréscimo. Conforme pode ser observado na Tabela 1 a seguir, a resistência média dos tijolos, sem e com adição de resíduos (2%, 4% e 6%) em ensaio realizado após 15 dias de cura dos corpos-de-prova, atendeu às prescrições da NBR Esta norma prescreve um valor médio maior ou igual a 2,0 MPa aos sete dias. TABELA 1: Resistência dos corpos de prova Dosagem Tijolo Maciço Resistência à compressão (MPa) Desvio Padrão Solo-cimento 4,34 ± 0,3 Solo + 14% Cimento 2,21 ± 0,3 Solo + 12% Cimento 2% bagaço 2,94 ± 0,3 1907

5 Solo + 10% Cimento + 4% bagaço 2,33 ± 0,3 Solo + 8% Cimento + 6% bagaço 2,64 ± 0,3 PERDA DE MASSA POR IMERSÃO Foram seguidas as diretrizes do ME 26 IPT/BNH Determinação de perda de massa por molhagem e secagem de tijolos solo-cimento Método de ensaio. Conforme mostrado na tabela 2 os tijolos apresentaram uma perda de massa bem maior do que os dos padrões especificados na norma, que atribui uma perda de massa para o tijolo de solo-cimento até 5%. Sendo que todas as amostras apresentaram valores que satisfazem a Norma. Foi observado que os tijolos moldados com o teor máximo de resíduo obteve uma maior perda de massa acentuada e a medida que o resíduo é aumentado na formulação da massa o tijolo apresenta uma maior perda de massa. Tabela 2 Ensaio de Perda de Massa por Imersão. Dosagem PMI (%) Desvio Padrão Solo + 14% Cimento 3,8 ± 0,08 Solo + 14% Cimento + 80% resíduo 3,9 ± 0,07 Solo + 12% Cimento 2% bagaço 4,1 ± 0,11 Solo + 10% Cimento + 4% bagaço 4,3 ± 0,07 Solo + 8% Cimento + 6% bagaço 4,5 ± 0,11 ABSORÇÃO DE ÁGUA O ensaio foi realizado de acordo com a NBR-8492 onde os tijolos são secos em estufa até a constância de massa, retirados e pesados. Em seguida, são imersos por 24 horas em água, de onde são retirados para nova pesagem e cálculo dos 1908

6 respectivos valores de absorção. Verificou-se que tanto o traço puro (solo-cimento) quanto das amostras com resíduo atendem a NBR 8492, que prescreve absorção máxima de 20%. Nota-se acréscimos nos valores de absorção conforme se adiciona maiores quantidades de resíduo (Tabela 3). Quanto maior a quantidade de resíduo maior foi à absorção de água. Tabela 3 Ensaio de Absorção de água dos corpos-de-prova moldados. Dosagem Tijolo Maciço Absorção de Água (%) Desvio Padrão Solo-cimento 15,2 ± 0,3 Solo + 14% Cimento 18,2 ± 0,3 Solo + 12% Cimento 2% bagaço 16,0 ± 0,3 Solo + 10% Cimento + 4% bagaço 17,7 ± 0,3 Solo + 8% Cimento + 6% bagaço 17,7 ± 0,3 CONCLUSÃO Após análise e discussão dos resultados obtidos nos ensaios realizados, conclui-se que: - Os valores de resistência dos corpos de prova diminuem na proporção em que o resíduo é adicionado. - Os valores de perda de massa por imersão e absorção de água dos corpos de prova aumentaram com a adição de resíduo. - A incorporação do resíduo (bagaço de cana-de-açúcar), em proporções de 2%, na fabricação de tijolos de solo-cimento atenderam as exigências da Norma, demonstrando ser tecnicamente sustentável e viável. 1909

7 REFERÊNCIAS ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS ABNT. NBR 6457: Amostras de solo Preparação para ensaios de compactação e ensaios de caracterização. Método de ensaio. São Paulo, p. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS ABNT. NBR 6459: Solo - Determinação do limite de liquidez. Método de ensaio. São Paulo, p. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS ABNT. NBR 6508: Grãos de solos que passam na peneira de 4,8 mm Determinação da massa específica. Método de ensaio. São Paulo, p. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS ABNT. NBR 7180: Solo - Determinação do limite de plasticidade. Método de ensaio. São Paulo, p. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS ABNT. NBR 7181: Solo Análise granulométrica. Método de ensaio. São Paulo, p. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS ABNT. NBR 7182: Solo Ensaio de compactação. Método de ensaio. Rio de Janeiro, RJ, p. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS ABNT. NBR 7215: Cimento Portland Determinação da resistência à compressão. Rio de Janeiro, RJ, p. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS ABNT. NBR 8491: Tijolo maciço de solo-cimento. Especificação. Rio de Janeiro, RJ, p. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS ABNT. NBR 8492: Tijolo maciço de solo-cimento Determinação da resistência à compressão e da absorção d água. Método de ensaio. Rio de Janeiro, RJ, p. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS ABNT. NBR 10833: Fabricação de tijolo maciço e bloco vazado de solo-cimento com utilização de prensa hidráulica. Procedimento. Rio de Janeiro, RJ, p. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS ABNT. NBR 10834: Bloco vazado de solo-cimento sem função estrutural. Especificação. Rio de Janeiro, RJ, p. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS ABNT. NBR 10835: Bloco vazado de solo-cimento sem função estrutural Forma e dimensões. Padronização. Rio de Janeiro, RJ, p. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS ABNT. NBR 10836: Bloco vazado de solo-cimento sem função estrutural Determinação da resistência à compressão e da absorção de água. Método de ensaio. Rio de Janeiro, RJ, p. 1910

8 ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS ABNT. NBR 11798: Materiais para sub-base ou base de solo-cimento. Especificação. Rio de Janeiro, RJ, p. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS ABNT. NBR 12023: Solocimento Ensaio de compactação. Rio de Janeiro, RJ, p. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS ABNT. NBR 5732: Cimento Portland Comum. Rio de Janeiro, RJ, p. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS ABNT. NBR 11578: Cimento Portland Composto. Rio de Janeiro, RJ, p. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS ABNT. NBR 5735: Cimento Portland de Alto Forno. Rio de Janeiro, RJ, p. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS ABNT. NBR 5736: Cimento Portland de Alta Resistência Inicial. Rio de Janeiro, RJ, p ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS ABNT. NBR 5733: Cimento Portland de Alto Forno. Rio de Janeiro, RJ, p ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS ABNT. NBR 5737: Cimento Portland de Alta Resistência a Sulfatos. Rio de Janeiro, RJ, p ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS ABNT. NBR 13116: Cimento Portland de Baixo Calor de Hidratação. Rio de Janeiro, RJ, p ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE CIMENTO PORTLAND. Evolução das Pesquisas de Laboratório de Solo-Cimento. PINTO, Carlos de Souza. São Paulo, ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE CIMENTO PORTLAND. Boletim Técnico 109. Aplicação de Solo-Cimento em Pequenas Áreas Urbanas. TEIXEIRA, Fernando José. São Paulo, ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE CIMENTO PORTLAND. Boletim Técnico Fabricação de Tijolos e Blocos de Solo-Cimento com a utilização de Prensas Hidráulicas. São Paulo, ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE CIMENTO PORTLAND. Boletim Técnico Fabricação de Tijolos e Blocos de Solo-Cimento com a utilização de Prensas Manuais. São Paulo, ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE CIMENTO PORTLAND. Estudo Técnico 35 Dosagem das Misturas de Solo-Cimento - Normas de Dosagem. São Paulo, ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE CIMENTO PORTLAND. Curso intensivo de solocimento. São Paulo, p. ilust. 1911

9 ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE CIMENTO PORTLAND.Curso intensivo de solocimento normas de dosagem e métodos de ensaio. São Paulo, p. ilust. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE CIMENTO PORTLAND ABCP. Guia básico de utilização do cimento portland. BT-106, 7ª Edição. 2002, São Paulo. 28 p. 1912